一种针对海上油气平台电网无功补偿分层配置的方法技术

本发明专利技术涉及一种针对海上油气平台电网无功补偿分层配置的方法，包括：根据分层配置的特点，分别选取若干典型片区；分别对各片区进行大方式、小方式下的潮流拟合；对比各层次的优化结果，归纳出面对不同层面的变电站的无功配置原则；实际电网内按层次划分后，把无功补偿配置具体汇总，进行相应的无功配置；现有技术比，本发明专利技术对不同层面进行无功配置分析，不同于传统只针对主变压器容量，海底电缆充电功率进线百分比补偿的原则；本发明专利技术立足与海上油气处理平台电网的工况分析，给出了比现存陆地无功补偿配置原则、规范条款中更为细化的配置原则。原则。原则。

【技术实现步骤摘要】
一种针对海上油气平台电网无功补偿分层配置的方法

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[0001]本专利技术涉及海上油田配电网无功补偿容量配置规划技术，具体涉及一种针对海上油气平台电网无功补偿分层配置的方法。

技术介绍
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[0002]海上油气平台应用岸电供电技术由于所处环境的特殊性，线路均采用海底交流电缆，长距离交流海缆与陆上常用的架空线路相比，自身容性充电无功较大，容易引发过电压问题。
[0003]海上油气平台电网接入到岸电电网，在海上设置变电站平台，常考虑采用220kV海上变电站，国内关于配电网的无功补偿配置制定的规程标准较粗放，对配置对象的实际情况缺乏具体指导。针对海上变电站的具体配置要求并无具体的规范要求。国内相关原则、规范中对于变电站的无功补偿一般只做出了如下规定容性无功补偿装置的容量按主变压器容量的10％
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30％配置，针对海缆的容性无功，只指出补偿度在60％
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80％之间考虑。按此原则进行补偿影响了无功补偿装置的配置合理性，虽然操作上简单，但是对于海上油田电网并不完全适用，可能造成无功补偿设备投资的浪费或者无功补偿容量的不足，同时在实际运行中也暴露出来一些影响电网安全稳定的问题，海上油田无功容量配置方案应综合考虑海上电网与岸电实际并网情况来确定；
[0004]海上油气平台的核心作用是开采海底石油，在负荷端对功率因数的要求肯定是越大越好，从而提高整个油田设备的使用效率，上级电网对海上油田岸电电网的接入设置考核点，在考核点处不能倒送无功；
[0005]海上油气平台由于地下石油的储量会制定逐年开采计划，根据油藏配产的变化，新开采油田的海上平台逐年的用电负荷会发生变化，接入到海上变电站平台的无功平衡状态逐年变化；
[0006]随着海上油气平台应用岸电技术的普及，新建岸电电网的实施、周边平台逐步并入电网等因素，海上长距离海底电缆持续增加，海上电网工况日趋复杂，对无功平衡，无功补偿技术的需求日益增加，因此迫切的需要对现有的海上油气平台电网无功配置原则进行分层细化，其原则需要利用现有的数据资料对海上油气平台电网进行分层，即可对其无功补偿配置做出具体的配置方案，从而满足上级电网对岸电电网的考核要求，提高电网的稳定性。

技术实现思路
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[0007]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供海上油气平台电网无功补偿分层配置方法，以一个配置有两座陆地开闭站、两座海上220kV变电站平台、一座110kV变电站与油气处理共建平台，若干受电端油气处理平台组成的供电区域为研究单元，根据各区域的无功电压特性将海上油气平台电网分为三组考核点，整体建立模型进行仿真分析，归纳处海上油气平台电网无功补偿分层配置的原则，指导海上油气平台电网进行最优的无
功补偿配置。本专利技术提出的涉及接入岸电的海上油气平台电网无功补偿分层配置方法，不同无功层面给出了不同的无功配置区间，比较直观的指导了类似接入岸电的海上油气平台电网的无功配置，具体技术方案如下：
[0008]一种针对海上油气平台电网无功补偿分层配置的方法，所述方法基于海上油气平台电网，所述海上平台包括220kV海上变电站、陆地开闭站、110kV海上变电站和海上油气处理系统；所述海上油气平台电网与接入岸电电网连接；所述方法包括如下步骤：
[0009]S1、以考核点为分层单元，以分层单元的无功特性，对海上电网进行无功补偿分层配置，一个配置层面包含一个考核点；
[0010]S2、根据每一个层面的无功特性，将海上电网分为三个层面：考核点1面对纯负荷端的油气处理平台考核层面、考核点2面对海上变电站的变电站考核层面、考核点3面对上级陆地电网的开闭站考核层面；
[0011]S3、针对每一个层面逐级仿真，当一个层面考核点进行无功补偿配置后满足要求时，应用已有层面无功补偿结果再考虑上一级层面的无功补偿配置，通过无功补偿算法求解海上电网在不同工况下的无功补偿配置的优化补偿率；
[0012]S4、根据计算得到各层面的优化补偿率，得出不同层面的无功补偿配置方法。
[0013]进一步，所述步骤S1中不同分层单元的无功电压特性包括：
[0014]根据海上油气平台电网特性建立三层无功补偿配置层，所述海上油气处理系统为第一配置层；所述220kV海上变电站与110kV海上变电站作为第二配置层；所述陆地开闭站作为第三配置层；其中：
[0015]随着岸电电网的接入，海上平台电网原有发电退出，海上平台电网无功源主要是岸电电网，无功负荷主要是油气处理平台用电设备自身的无功负荷，无功损耗主要是主变压器的损耗；
[0016]根据三层无功补偿配置层建立三个考核点；所述海上平台电网负荷侧主变进线开关处为考核点1；所述考核点1用于面对纯负荷端的油气处理平台考核层面；所述海上变电站负荷侧出口开关处为考核点2，所述核点2面对海上变电站考核层面；所述开闭站出线开关处为考核点3；所述考核点3面对上级陆地电网的开闭站考核层面；其中：
[0017]考核点面对海上变电站的变电站考核层面，无功源主要是长距离海底电缆，无功负荷按照考核点1整理后，针对既定的考核点1层面的功率因数得出无功负荷，无功损耗主要是海底电缆的损耗；考核点3面对上级陆地电网的开闭站考核层面的无功源为上级电网及海底电缆，无功负荷针对既定的考核点2层面的功率因数得出无功负荷，无功损耗主要是海底电缆的损耗。
[0018]进一步，所述步骤S4根据计算得到各层面的优化补偿率，得出不同层面的无功补偿配置方法,包括如下步骤：
[0019]所述考核点1满足纯受电端油气处理平台自身电网功率因数需达到0.92，以满足平台自身油气处理用电设备对功率因数的要求；
[0020]所述考核点2满足油气处理平台通过海底电缆接入海上变电站的出线开关处需满足不返送无功的要求；考核点2是满足海上变电站平台通过海底电缆接入到陆地开闭站出线开关不返送无功的要求。
[0021]有益效果：
[0022]1)本专利技术将配置对象海上油气平台电网分3个层面，对不同层面进行无功配置分析，不同于传统只针对主变压器容量，海底电缆充电功率进线百分比补偿的原则；
[0023]2)本专利技术立足与海上油气处理平台电网的工况分析，给出了比现存陆地无功补偿配置原则、规范条款中更为细化的配置原则；
[0024]3)本专利技术结合海上油气田根据油藏配产导致的逐年的用电负荷会发生变化，给出了具体的配置原则。
[0025]4)海上油气平台电网接入到岸电电网，在海上设置变电站平台，常考虑采用220kV海上变电站，国内关于配电网的无功补偿配置制定的规程标准较粗放，对配置对象的实际情况缺乏具体指导。针对海上变电站的具体配置要求并无具体的规范要求。国内相关原则、规范中对于变电站的无功补偿一般只做出了如下规定容性无功补偿装置的容量按主变压器容量的10％
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30％配置，针对海缆的容性无功，只指出补偿度在60％
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80％之间考虑。按此原则进行补偿影响了无功补偿装置的配置合理性，虽然操作上简单，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对海上油气平台电网无功补偿分层配置的方法，其特征在于，所述方法基于海上油气平台电网，所述海上平台包括220kV海上变电站、陆地开闭站、110kV海上变电站和海上油气处理系统；所述海上油气平台电网与接入岸电电网连接；所述方法包括如下步骤：S1、以考核点为分层单元，以分层单元的无功特性，对海上电网进行无功补偿分层配置，一个配置层面包含一个考核点；S2、根据每一个层面的无功特性，将海上电网分为三个层面：考核点1面对纯负荷端的油气处理平台考核层面、考核点2面对海上变电站的变电站考核层面、考核点3面对上级陆地电网的开闭站考核层面；S3、针对每一个层面逐级仿真，当一个层面考核点进行无功补偿配置后满足要求时，应用已有层面无功补偿结果再考虑上一级层面的无功补偿配置，通过无功补偿算法求解海上电网在不同工况下的无功补偿配置的优化补偿率；S4、根据计算得到各层面的优化补偿率，得出不同层面的无功补偿配置方法。2.根据权利要求1所述的一种针对海上油气平台电网无功补偿分层配置的方法，其特征在于，所述步骤S1中不同分层单元的无功电压特性包括：根据海上油气平台电网特性建立三层无功补偿配置层，所述海上油气处理系统为第一配置层；所述220kV海上变电站与110kV海上变电站作为第二配置层；所述陆地开闭站作为第三配置层；其中：随着岸电电网的接入，海上平台电网原有发电退出，海上平台电网无功源主要是岸电电网，无功负荷主要是油气处理平台用电设备自身的无功负荷，无功损耗主要是主变压器的损耗；根据三层无功补偿配置层建立三个考核点；所述海上平台电网负荷侧主变进线开关处为考核点1；所述考核点1用于面对纯负荷端的油气处理平台考核层面；所述海上变电站负荷侧出口开关处为考核点2，所述核点2面对海上变电站考核层面；所述开闭站出线开关处为考核点3；所述考核点3面对上级陆地电网的开闭站考核层面；其中：考核点面对海上变电站的变电站考核层面，无功源主要是长距离海底电缆，无功负荷按照考核点1整理后，针对既定的考核点1层面的功率因数得出无功负荷，无功损耗主要是海底电缆的损耗；考核点3面对上级陆地电网的开闭站考核层面的无功源为上级电网及海底电缆，无功负荷针对既定的考核点2层面的功率因数得出无功负荷，无功损耗主要是海底电缆的损耗。3.根据权利要求1所述的一种针对海上油气平台电网无功补偿分层配置的方法，其特征在于，所述步骤S4根据计算得到各层面的优化补偿率，得出不同层面的无功补偿配置方法,包括如下步骤：所述考核点1面对纯负荷端的油气处理平台考核层面：随着岸电电网的接入，油气处理平台原有发电退出，平台无功源主要是上级电网，无功负荷主要是油气处理平台用电设备自身的无功负荷，无功损耗主要是主变压器的损耗；油气处理平台无功补偿计算表示为如下公式Qc
层面1
＝Q2
‑
Q1；其中Qc
层面1
为补偿量，Q2为达到合理功率因数需要的无功功率，Q1为系统本身的无功功率，考虑到...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕应刚，童理，樊冰，傅祥廉，王雅乾，柏继合，吴飞，张德松，孙鑫磊，张迪，
申请(专利权)人：中海油能源发展装备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：